要旨
実機テストによる同定が不要なシリンダヘッド熱疲労強度予測手法を確立した.温度境界条件を算出するCFD計算の渦モデルと物性値を見直すことで温度解析の精度が向上した.熱疲労解析は移動硬化則,温度依存性のある硬度劣化を考慮した材料モデルを適用し,また,ボルト結合モデルをFEM接点共有から多点拘束結合に変更することで解析精度を向上した.本CAE予測技術の確からしさを検証するため,実機によるエンジン耐久試験をおこなったところ,CAEで予測した耐久サイクルでクラックが発生することが確認できた.本研究により,従来必要であった実測温度との合わせ込みが不要となり,出図前のモデルベースによる熱疲労強度が予測できるようになった.
参考文献
- (1) 鵜戸口英善:熱サイクル疲労,溶接学会誌,第37巻,第6号,p.573-585, (1968)
- (2) 戸田裕之,小林正和:材料の熱疲労破壊,軽金属,第59巻,第6号,p.312-319, (2009)
- (3) https://turbmodels.larc.nasa.gov/backstep_val.html
- (4) Lee, C. Y., Park, S. H., Cho, S., Lee, I.:Delayed-Detached Eddy Simulation for Optical Path Control on Backward-Facing Step Flow, Seventh International Conference on Computational Fluid Dynamics, ICCFD7-2701, (2012)
- (5) Shin, T-H., Liou, W. W., Shabbir, A., Yang, Z., Zhu, J.: A New k-ϵ Eddy Viscosity Model for High Reynolds Number Turbulent Flows – Model Development and Validation, Computers & Fluids, Vol. 24, Issue 3, p.227-238, (1995)
- (6) Lee, M. G., Kim, D., Chung, K., Youn, J. R., Kang, T. J.:Combined Isotropic-Kinematic Hardening Laws with Anisotropic Back-stress Evolution for Orthotropic Fiber-Reinforced Composites, Polymers & Polymer Composites, Vol. 12, No. 3, (2004)
- (7) 戸田裕之,福永哲也,小林正和,上杉健太朗,小林俊郎,山田徹,大場義夫,柿崎みな子:表面冷間加工処理を施したAC4CHアルミニウム合金鋳物の熱機械疲労特性,軽金属,第58巻,第6号,p.236-241, (2008)
- (8) 茂泉健,手塚裕康,里達雄:Al–Si–Mg–Cu系鋳造合金の熱疲労寿命に及ぼす析出硬化および共晶Si組織の影響,軽金属,第54巻,第6号,p.205-210, (2004)
- (9) White, C. S.:A Combined Isotropic-Kinematic Hardening Model for Large Deformation Metal Plasticity, Final Report, MTL TR 88-46, U.S. Army Material Technology Laboratory, (1988)
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Honda R&D Technical Review Vol.31 No.2 収録 (50 - 56)
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竹内 俊輔, 白井 裕, 三王 利一, 山口 義博, 米永 和昭, 新井 秀俊, 伊藤 剛, 佐藤 佳行, 石井 嘉, 宮下 哲也.
シリンダヘッド熱疲労強度予測技術
Honda R&D Technical Review Vol.31 No.2 pp.(50 - 56)2019.
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